统一S频段测控系统残余载波快速捕获方法

针对统一S频段(USB)测控系统中低信噪比、大频偏残余载波捕获速度慢的情况,提出一种残余载波快速捕获方法。根据残余载波的频域幅值特性,采用频域搜索的方法,进行快速傅里叶变换(FFT)频率估计,并使用现场可编程门阵列(FPGA)结合芯片外部同步动态随机存储器(SDRAM)的方法,使残余载波在较低信噪比、大频偏的情况下被快速、准确捕获,可解决因FPGA片内资源有限而出现的大量数据存储缓慢问题。利用Xilinx的Vertix 4系列FPGA芯片在系统时钟频率为110MHz时对文章提出的方法进行验证。结果表明,该方法载波捕获精度高,系统稳定可靠。此方法已成功应用于卫星地面测控综合基带设备中。

S频段统一测控雷达健康故障诊断系统的设计

针对S频段统一测控系统故障诊断及健康管理的需求,给出故障诊断软件体系架构,并基于故障树的设备故障诊断开展了LNA+D/C设备状态评估设计;健康故障诊断系统以可更换单元或模块的监测信息为基础,综合利用自动测试和标校结果,收集、存储、诊断全系统设备工作状态,并依据建立的系统健康诊断和任务能力预测模型,实现设备健康状态预测和任务能力评估功能,为资源调度提供决策依据。

S频段微波统一测控系统双点频跟踪链路的设计

月球探测卫星的飞行姿态和轨道特点决定了卫星天线有交替覆盖测控站的现象。为了保证下行遥测信号的连续接收,本文提出了S频段微波统一测控系统(简称USB)双TT&C点频跟踪链路设计的若干方案并进行了分析比较。

船载统一S频段测控系统目标仿真器

船载统一S频段(USB)测控系统是我国航天测控网的重要组成部分,该目标仿真器是根据海上航天测控任务系统检验、联试的需要而提出的。论文明确了目标仿真器的功能与组成,对各单元的设计和实现进行了详细介绍。给出了海上动态环境下测控目标轨迹的仿真生成方法,阐述了动态目标距离、速度、角度模拟的原理和实现技术途径。该目标仿真器的应用提高了航天测控联调、演练和训练水平,可推广应用于我国航天测控领域各套统一微波测控系统中。

S频段微波统一测控系统工作模式扩展

针对"嫦娥"1号(CE-1)卫星天线交替覆盖测控站导致"远望"2号S频段微波统一测控系统无法在原有工作模式下完成发射段任务,通过改造现有接收机,构建新的系统工作模式,扩展了系统功能,提高了系统完成任务的能力。

S频段统一测控系统无塔静态校相方法研究

在卫星测控系统中，目前多使用的有塔标校技术具有一定的局限性。为了克服这种局限性，本文针对已有的S频段统一测控系统设备提出一种静态无塔标校方法，给出了具体无塔校相的实现方法。

基于半实物的S频段卫星测控仿真系统平台设计

该仿真系统是为了满足S频段卫星测控演练的需要而提出的。根据航天测控系统和S频段测控设备的特点 ,明确了仿真系统的组成及功能 ,并对主要部分进行了详细的描述 ;确定了仿真系统运行工作模式、主要技术指标、接口之间关系 ;结合实际应用情况 ,通过与真星进行比对 ,证明通过建立半物理仿真数学模型 ,达到了在数据层上与真星具有等价性 ,并展望了未来发展方向。

海基S频段航天测控半实物仿真系统设计

陆、海基统一S频段测控网是我国为适应载人航天任务特殊要求而建立的航天测控骨干网,基于遍布三大洋的远洋航天测量船队实现的海基测控大大提高了对飞船的测控覆盖率。本文仿真系统是根据海基航天测控演练、联调的需要而提出的,明确了仿真系统的构建原则、组成和功能,给出了海基测控目标轨迹仿真的方法和模型,对目标动态模拟设备的设计与实现进行了具体描述。该仿真系统已应用于新一代远洋航天测量船,在神舟七号载人飞船测控任务准备中发挥了重要作用。

船载X频段微波统一测控系统快速校相方法

双通道单脉冲跟踪接收机必须通过校相保持和、差信道相位一致性,才能实现天线对目标的正常跟踪。快速校相已在陆地测控站的卫星长管任务中得到广泛应用,方法具有校相流程简单快捷等优点,但由于受到船摇的影响以及引导精度的限制,方法必须改进后才能应用到船载X频段微波统一测控系统。提出"粗校+精校"的多次快速校相方法,可有效解决船载窄波束天线海上角度标校的难题,提高船载测控设备自动化标校水平。

S/Ka频段测控通信系统设计及关键技术分析

分析了S/Ka频段测控通信系统的组成、运行模式、天/地基测控体制兼容性设计,讨论了窄波束天线的角捕获与跟踪、Ka频段信道及功放、高速调制解调、跳/扩频测控等关键技术,并给出了解决措施。分析计算和实物测试的结果证明系统设计方案有效可行。

基于AD9361星载USB测控接收设备设计

针对星载统一S频段(Unified S-band,USB)测控应答机遥控接收高动态问题,提出了一种USB接收设备的设计方法。该方法基于AD9361+现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件平台,采用并行+串行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)实现信号载波频率捕获,载波环路使用2阶锁频环(Frequency Lock Loop,FLL)辅助3阶锁相环(Phase Lock Loop,PLL)环路进行跟踪,遥控副载波环路采用2阶PLL环进行跟踪。对方法的可行性进行了理论推导,使用Matlab进行仿真,结果表明该方法可以满足多普勒动态不小于32 kHz/s下遥控数据解调要求。

统一载波测控系统下行信道噪声功率谱密度标定依据分析与探讨

统一载波测控系统集跟踪、测距、测速、遥测、遥控、通信、数传等功能于一体;噪声功率谱密度是测控设备下行信道的基本参数之一,反映了信道接收弱信号的能力,调节综合基带输入端的噪声功率谱密度至合理范围是完成航天测控任务的前提;介绍了统一载波测控系统下行信道的基本组成及设计要求;分析了噪声功率谱密度在下行信道中的传递特性,提出了在不同信号电平、不同测控体制下噪声功率谱密度标定的基本依据和原则;结合某型号S频段统一测控系统的工程实际,系统分析了噪声功率谱密度的原理和具体标定方法,该方法根据不同应用环境和测控体制,充分考虑各级增益的分配标准,准确计算各级信号噪声的电平,合理进行噪声功率谱密度标定,以确保系统工作的可靠性和稳定性,为设备性能指标测试和航天测控任务参数设置提供参考和依据。

载人航天USB测控系统及其关键技术

总结了载人航天USB测控系统的综合化、高可靠性、高测轨精度、抗组合干扰、数字化、大动态控制、目标快速捕获、极化分集接收等关键技术,以及为解决这些关键而采取的技术措施,包括:统一载波信号设计,“五合一”数字载波环,数字测速和测距,随扫斜率判决,高线性调制/解调,FM极化合成跟踪等。经过我国载人航天工程实践的验证,USB测控系统是成功的,其综合性能达到了当时的国际先进水平。

陆基S频段测控网卫星仿真现状与发展研究

随着我国S频段卫星数量和型号的日益增多,陆基S频段测控网“透明测控模式”的实现,对控制中心和测控站仿真提出了更高和更新的要求。首先论述了陆基S频段仿真系统的组成及要求;其次以测控站S频段仿真系统为例,分析了陆基S频段测控网仿真应用的现状,指出了存在置信度偏低等问题;最后结合我国航天测控实际,提出了未来陆基S频段测控网将逐步取消测控站仿真,控制中心仿真不仅要具备高保真功能,而且可对在轨卫星进行实时仿真,同时强调陆基S频段测控网需要尽快解决多媒体环境仿真以及仿真试验与飞行试验一体化设计等技术问题。

统一扩频测控系统中相位噪声影响分析及其抑制方法研究

统一扩频测控系统是在MC-CDMA为主的多载波通信体制的基础上建立起来的,MC-CDMA等多载波通信体制的基础是正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术;相对于传统的单载波系统,采用OFDM技术的统一扩频测控系统对于载波频率偏移和相位噪声的影响尤为敏感,所以在系统设计时必须考虑相噪的跟踪与抑制;文章在分析相位噪声对统一扩频测控系统性能影响的基础上,用有限个正弦波近似的方法建立相噪的频域线性参数模型,并基于该模型提出了加入相噪估计导频来跟踪相噪的方法;由于导频与数据子载波之间有空子载波作为保护间隔,该方法可以估计出相噪的高阶频谱分量,从而达到了很好的相噪抑制效果。

基于北斗系统的船载USB轴系参数标校方法

在目前跟踪精轨目标进行直接标校电轴参数方法的基础上,充分利用北斗卫星资源较多、分布均匀和包含有不同轨道周期卫星的特点,通过合理设计USB跟踪北斗卫星方案提高了USB轴系参数标校的效率。通过试验验证,该方案能够有效克服目前USB轴系参数标校受天气影响、跟踪低轨道标校星受时间限制等不利条件的影响,实现USB轴系参数的快速标校,标校结果能够满足USB测角指标的要求。

微纳卫星测控通信统一系统的研究与实现

与微纳卫星特点匹配的测控和通信已经成为了一项重要的研究课题。本文从微纳卫星体积小、重量轻、成本低、研制周期短和功耗低等特点出发,参考统一S波段测控通信系统及CCSDS“高级在轨系统”建议的虚拟通道概念,提出了一种适用于微纳卫星测控与通信的测控通信统一系统,介绍了星上及地面模块的设计,并就此系统对微纳卫星的适应性进行了分析。最后,通过其在我国微纳卫星上的实现,验证了此系统的有效性及可靠性。

船载USB系统基带远程切换软件的设计与实现

以我国某船载S频段统一载波测控系统(USB系统)基带终端设备主备机应急切换为研究对象,针对其现有的应急切换自动化程度低的问题,提出基带的远程应急切换设计方法。利用WMI(Windows管理规范)技术设计开发了远程切换软件,实现了基带工作环境远程维护管理、设备重组远程切换,显著提高了基带设备应急切换的效率。

中继卫星SMA系统前向链路多波束形成技术

提出了一种新的中继卫星前向SMA(S频段多址)系统前向链路中多波束形成方法,即在地面采用数字移相代替中继星星上模拟移相完成波束形成;指出了需要解决的关键技术问题和解决方法,通过"星(用户星)-星(中继星)-地"无线联试,验证了地面数字移相的正确性,对简化中继星上设备、实现前向链路同时多目标能力具有积极意义。